Таким образом, проведенное нами подробное морфологическое исследование синусно-предсердного узла сердца крыс не выявило никаких доказательств в пользу «мозаичной» модели устройства синусно-предсердного узла сердца крыс. Напротив, все приведенные данные свидетельствуют в пользу «градиентной» модели.
Морфологические особенности артерии синусно-предсердного узла сердца крыс. Артерия синусно-предсердного узла сердца крыс гистологически представляет собой мелкую артерию: эндотелий - непрерывного типа, подэндотелиальный слой - без особенностей, средняя оболочка обычно представлена 2-3 слоями гладких мышечных клеток, t. adventitia образована рыхлой соединительной тканью. Важнейшей особенностью строения артерии в центральной части синусно-предсердного узла является наличие соединений между гладкими мышечными клетками t. media артерии и типичными нодальными кардиомиоцитами, строящими центральную часть узла. При этом кардиомиоциты образуют короткие выросты в направлении гладких мышечных клеток. В области соединений базальные мембраны контактирующих клеток сливаются.
Рецепторный профиль центральной части синусно-предсердного узла. Подробный анализ данных литературы, проведенный в главе «Обзор литературы» выявил отсутствие каких-либо указаний на неравномерность плотности иннервации со стороны всех исследованных нервных проводников ткани синусно-предсердных узлов млекопитающих и, в частности, крысы. Поскольку иннервация синусно-предсердного узла носит довольно равномерный характер, нами была предпринята попытка попробовать связать эффекты, вызванные процессами регуляции сердечной хронотропии, с выраженностью ряда наиболее характерных для этой области рецепторов и их распределением в периартериальной зоне артерии синусного узла. С этой целью нами было предпринято количественное светооптическое авторадиографическое исследование распределения адрено- и холинорецепторных структур, а также мест связывания дофамина и DAGO в центральной части синусно-предсердного узла сердца крыс.
в-адренорецепторы. Распределение количества катехоламиновых рецепторов в латеральной области (Рис. 3) центральной части синусно-предсердного узла неоднородно вдоль артерии. Наименьшее число рецепторов характерно для местоположения доминантного пейсмекерного региона при отсутствии медиаторных влияний (это место обозначено нами как функциональное ядро синусно-предсердного узла). Вниз вдоль артерии синусно-предсердного узла (по ходу кровотока) наблюдается плавное нарастание плотности мечения катехоламиновых рецепторов до максимальных значений с некоторым последующим снижением, тогда как вверх вдоль артерии синусно-предсердного узла количество рецепторов резко возрастает до практически максимальных значений. Относительное число мест связывания 3Н-DHA в периартериальной области значительно превосходит таковое, измеренное в ткани перинодального атриального миокарда (30 ± 13% от максимального, P < 0.05). В медиальной области (Рис. 3) центральной части синусно-предсердного узла распределение мест связывания 3Н-DHA имело обратный характер: в области, противоположной доминантному пейсмекерному региону (в функциональном ядре) наблюдался пик связывания этого лиганда с постепенным уменьшением числа мест связывания в краниальном и каудальном направлениях.
Действие норадреналина на электрофизиологические параметры клеток синусно-предсердного узла. Зависимость смещения доминантного пейсмекерного региона в ответ на введение норадреналина носит линейный характер в области низких концентраций медиатора с последующей тенденцией к выходу на плато в области более высоких концентраций, аппроксиматически стремясь к значению передвижения доминантного пейсмекерного региона в 0.3 мм. Степень (длина) перемещения доминантного пейсмекерного региона показывает хорошую степень совпадения для последовательных и однократных введений норадреналина. Ранее, в процессе исследования распределения клеток-водителей ритма вдоль артерии синусно-предсердного узла нами было показано, что центральная часть узла, построенная истинными и латентными клетками-водителями ритма, имеющими идентичную форму потенциала действия (отличия - в плавности перехода из фазы 4 в фазу 0), также имеет длину порядка 0.3 мм (Рис. 1). Таким образом, передвижение доминантного пейсмекерного региона в ответ на введение катехоламинов происходит только в пределах центральной части синусно-предсердного узла.
М-холинорецепторы. Относительная плотность М-холинергических рецепторов имела характер распределения в пределах латеральной области центральной части синусно-предсердного узла, аналогичный таковому для адренергической рецепции. Минимальное значение наблюдалось в области функционального ядра синусно-предсердного узла с последующим плавным возрастанием вниз по артерии синусно-предсердного узла и резким - вверх. Относительное количество мест связывания 3Н-QNB в ткани перинодального атриального рабочего миокарда правого предсердия крыс составило 81 ± 10% от максимального (P<0.05). Медиальная область по связыванию 3Н-QNB представляется достаточно однородным образованием, количественно мало отличающимся от перинодального атриального миокарда. Уровень связывания 3Н-QNB в этой области был даже несколько ниже, чем в латеральной области и окружающем атриальном миокарде.
Действие ацетилхолина на электрофизиологические параметры клеток синусно-предсердного узла. Введение в культивационную среду ацетилхолина в возрастающих концентрациях вызывало нелинейное урежение частоты следования потенциалов действия с выходом на некоторый конечный уровень. Следует отметить, что трехкратная концентрация ацетилхолина в 18 случаях из 26 через некоторое время после начала введения приводила к аритмизации препарата и дальнейшей невозможности точно определять частоту следования потенциалов действия.
Введение в культуральную среду ацетилхолина в 11 экспериментах из 13 (в случае последовательного введения ацетилхолина в возрастающих концентрациях) не приводило к передвижению доминантного пейсмекерного региона. В 2 экспериментах из 13 при введении ацетилхолина в культуральную среду произошло перемещение доминантного пейсмекерного региона в краниальном направлении (на 0.05 и 0.12 мм). В экспериментах с однократным введением ацетилхолина передвижения доминантного пейсмекерного региона не происходило.
Таким образом, введение ацетилхолина в культуральную среду не приводит к перемещению доминантного пейсмекерного региона. В том случае, когда доминантный пейсмекерный регион по каким-либо причинам находился вне функционального ядра, введение ацетилхолина возвращало его в исходное положение.
Опиоидные рецепторы. Для исследования распределения м-опиоидных рецепторов в пределах синусного узла нами был выбран меченый по тритию лиганд - 3H-DAGO, который, по общему мнению исследователей, является их селективным агонистом. Относительная плотность опиоидных рецепторов имела аналогичный характер распределения в пределах латеральной области центральной части синусно-предсердного узла с таковым для адренергической рецепции. Минимальное связывание лиганда наблюдалось в месте функционального ядра с тенденцией повышения плотности связывания, как в краниальном, так и в каудальном направлениях. Напротив, медиальная область характеризовалась довольно однородным распределением метки, причем уровень мечения мало отличался от такового для рядом расположенного перинодального миокарда (относительная плотность - 76±16% от максимального, P<0.05). Следует отметить, что общий уровень мечения 3H-DAGO был вообще относительно невысоким в сравнении с мечением 3H-QNB, 3H-DHA и 3H-дофамина. Это может быть результатом или общего низкого количества м-опиоидных рецепторов в ткани синусно-предсердного узла, как впрочем и в миокарде правого предсердия в целом, или даже возможным отсутствием этих рецепторов и результатом кросс-связывания 3H-DAGO с д- и/или к-опиоидными рецепторами.
Дофаминовые рецепторы. График распределения относительных плотностей мест связывания 3Н-дофамина в латеральной области центральной части синусно-предсердного узла практически полностью повторяет очертания такового для 3Н-DHA. Поскольку дофамин в сердечной ткани в области высоких концентраций взаимодействует не только с дофаминовыми, но и с в-адренорецепторами [Emilien G. Et al., 1999] не исключена возможность кросс-связывания и, как следствие, аддитивного характера мечения. В пользу этого свидетельствует тот факт, что превышение показателей связывания в периартериальной зоне над определяемыми в окружающем рабочем миокарде для 3Н-дофамина значительнее (22±6% от максимального, P<0.05), чем для 3Н-DHA (30±13% от максимального, P<0.05).
В медиальной области центральной части синусно-предсердного узла графики распределения относительных плотностей связывания 3Н-дофамина и 3Н-дигидроальпренолола также совпадали. Особенно обширное скопление мест связывания 3Н-дофамина в медиальной области центральной части синусно-предсердного узла наблюдалось в зоне, расположенной напротив функционального ядра, причем максимальное связывание этого лиганда на препаратах было зарегистрировано в стенке артерии синусно-предсердного узла. Это явление может быть связано как с высоким содержанием дофаминовых рецепторов на цитолеммах гладких мышечных клеток t. media артерии синусного узла, так и с наличием в области функционального ядра мощного скопления адрен- и холинергических окончаний (Рис. 3), обеспечивающих регуляцию сердечного ритма. Поскольку иннервация коронарных артерий в области правого предсердия имеет равномерный характер [Sequeira I.M. et al., 2005], а взаимоотношения гладких мышечных клеток и истинных клеток-водителей ритма центральной части синусно-предсердного узла носит особый характер, не исключено, что основная масса дофаминовых рецепторов расположена все-таки на гладких мышечных клетках. Однако, на наш взгляд, это явление требует дальнейшего изучения. Функциональная значимость скопления мест связывания 3Н-дофамина в медиальной области центральной части синусно-предсердного узла, в зоне, расположенной напротив функционального ядра неизвестна, но его локализация совпадает с местом отхождения ветви артерии синусно-предсердного узла, которая является надежным ориентиром расположения доминантного пейсмекерного региона. Не исключено, что скопление структур, связывающих 3Н-дофамин в этом участке медиальной области синусно-предсердного узла, в онтогенезе определяет местоположение исходного доминантного пейсмекерного региона в латеральной области, индуцируя ветвление артерии синусно-предсердного узла;
Передвижение доминантного пейсмекерного региона. Введение норадреналина в культуральную среду ведет к перемещению доминантного пейсмекерного региона вниз (по ходу кровотока) вдоль артерии синусно-предсердного узла, демонстрируя в области высоких концентраций норадреналина максимальную степень передвижения в пределах около 0.3 мм. Однотипность клеточного состава латеральной области центральной части синусно-предсердного узла (истинные и латентные клетки-водители ритма, отличающиеся лишь плавностью перехода из фазы 4 в фазу 0), а также плавное нарастание плотности в-адренорецепторов в латеральной области в каудальном направлении на расстояние около 0.3 мм указывает на то, что причиной передвижения доминантного пейсмекерного региона в сино-атриальном узле сердца крыс в ответ на адренергическую стимуляцию (введение норадреналина) является неравномерность в плотности в-адренорецепторных структур. По-видимому, и in situ процесс передвижения доминантного пейсмекерного региона в условиях возбуждения симпатического отдела автономной нервной системы происходит подобным же образом, поскольку плотность симпатической иннервации коронарных артерий предсердий крыс на их протяжении практически неизменна.
Напротив, введение в культуральную среду ацетилхолина не приводило к передвижению доминантного пейсмекерного региона: он оставался на месте, т.е. в области функционального ядра. Подобное поведение доминантного пейсмекерного региона хорошо согласуется с тем фактом, что в области функционального ядра плотность холинорецепторов минимальна, и клетки-водители ритма в этой точке испытывают минимальное (в пределах центральной части) воздействие ацетилхолина. В 2 экспериментах из 13 при введении ацетилхолина в культуральную среду произошло перемещение доминантного пейсмекерного региона в краниальном направлении (на 0.05 и 0.12 мм). Подобные исключения связаны, по-видимому, с тем, что у этих животных в силу каких либо физиологических причин доминантный пейсмекерный регион не находился в пределах функционального ядра.
Схема строения синусно-предсердного узла. Анализ данных наших исследований строения и особенностям функционирования синусно-предсердного узла сердца крыс позволил нам построить его морфо-функциональную схему (Рис. 3):
1. Синусно-предсердный узел сердца крыс имеет вытянутую в кранио-каудальном направлении форму и организован вокруг артерии, называемой артерией синусно-предсердного (синусного) узла.
2. Он имеет центральную, длиной около 0.3 мм у молодых животных и периферическую части. Периферическая часть окружает центральную со всех сторон и имеет длину около 0.9 мм (у молодых животных).
3. Центральная часть синусно-предсердного узла сердца крыс занята типичными нодальными клетками. Электрофизиологически эти клетки имеют форму потенциалов действия, характерную для истинных клеток-водителей ритма, причем часть из этих клеток имеет плавный характер перехода из фазы медленной диастолической деполяризации в фазу 0, а часть - резкий.
Рис. 3. Схема топографической привязки структур синусно-предсердного узла сердца крысы. А - вид спереди; Б - схема центральной части синусно-предсердного узла. Точками обозначен характер распределения авторадиографических меток мест связывания 3H-дофамина. 1 - truncus brachiocephalicus; 2 - n. vagus dexter; 3 - v. cava cranialis dextra; 4 - n. phrenicus dexter; 5 - артерия синусно-предсердного узла; 6 - auricula dextra; 7 - v. cava caudalis; 8 - a. carotis communis sinistra; 9 - n. vagus sinister; 10 - v. cava cranialis sinistra; 11 - arcus aortae; 12 - n. phrenicus sinister; 13 - auricula sinistra; 14 - ventriculus dexter; 15 - доминантный пейсмекерный регион; 16 - условная граница латеральной области центральной части синусно-предсердного узла; 17 - условная граница периферической части синусно-предсердного узла; 18 - стенка артерии синусно-предсердного узла; 19 - просвет артерии синусно-предсердного узла; 20 - условная граница медиальной области центральной части синусно-предсердного узла